Web站點緩存技術(shù)小結(jié)

printempw 發(fā)布于2019-08-06 13:21 / 2062人閱讀

摘要：導(dǎo)言本文將列舉站點常用緩存技術(shù)的基本概念與特點，為想要了解緩存技術(shù)的讀者們提供提綱式的技術(shù)介紹。這些指令指定用于阻止緩存對請求或響應(yīng)造成不利干擾的行為。參考連接網(wǎng)站緩存技術(shù)總結(jié)高性能網(wǎng)站的關(guān)鍵緩存靜態(tài)資源緩存

導(dǎo)言：本文將列舉web站點常用緩存技術(shù)的基本概念與特點，為想要了解web緩存技術(shù)的讀者們提供提綱式的技術(shù)介紹。

在互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展的今天，一個互聯(lián)網(wǎng)站點的請求量是十分驚人的，動輒上萬的每秒請求數(shù)不僅會讓服務(wù)器處于高負荷的環(huán)境中，對于數(shù)據(jù)庫來說更是苦不堪言。而網(wǎng)頁以及數(shù)據(jù)的讀取速度的快慢，又會影響到產(chǎn)品的用戶體驗，靈活使用各種緩存技術(shù)對于提高服務(wù)器的可用性以及用戶體驗是至關(guān)重要的一環(huán)。

1. 使用緩存的作用

存儲頻繁訪問的數(shù)據(jù)

內(nèi)存緩存減少磁盤I/O

保存耗時的操作，以便下次使用

2. 網(wǎng)站緩存的分類

網(wǎng)站緩存按照存放的地點不同，可以分為服務(wù)端緩存和客戶端緩存。

服務(wù)端緩存

頁面緩存

數(shù)據(jù)緩存

數(shù)據(jù)庫緩存

客戶端緩存

瀏覽器緩存

代理服務(wù)器緩存

網(wǎng)關(guān)緩存

3. 服務(wù)端緩存

如果一個web服務(wù)是計算密集型的，服務(wù)器內(nèi)存或者CPU等性能不好，或者像web系統(tǒng)使用的是與他人共享的虛擬服務(wù)器，只能得到部分內(nèi)存和CPU的時候，服務(wù)器的計算時間可能占整個頁面響應(yīng)時間的很大一部分。這種情況下，優(yōu)化服務(wù)器端的緩存是一件非常重要的事情。

3.1 網(wǎng)頁緩存

頁面緩存是將動態(tài)頁面直接生成靜態(tài)的頁面放在服務(wù)器端，用戶調(diào)取相同頁面時，靜態(tài)頁面將直接下載到客戶端，不再需要通過程序的運行和數(shù)據(jù)庫的訪問，大大節(jié)約了服務(wù)器的負載。

早期的網(wǎng)站很多使用發(fā)布系統(tǒng)來完成這個功能，在后臺發(fā)布時將數(shù)據(jù)和頁面模板整合成靜態(tài)頁面，存放在硬盤中。但這樣的缺陷很明顯，一是后臺的程序的編寫很復(fù)雜，二是緩存的控制只能通過人為的方式來控制，這對一些更新十分頻繁的網(wǎng)站就是一個噩夢，網(wǎng)站可能在不停的做緩存的刪除和重建。當(dāng)然后來出現(xiàn)了一些自動更新這些緩存的框架，比如PHP的Smarty模板，可以定義緩存過期的時間，自動去更新這些緩存。這對一些信息發(fā)布類網(wǎng)站已經(jīng)確實適用了。

除了整個頁面的緩存技術(shù)，還有一種技術(shù)叫做“頁面片段緩存”，將頁面的部分而不是全部進行緩存。代表作有ESI Cache。

3.2 數(shù)據(jù)緩存

將從數(shù)據(jù)庫查詢的結(jié)果或是需要多服務(wù)器共享的數(shù)據(jù)緩存到內(nèi)存或者文件中，以便再次訪問同一資源時無需再次對數(shù)據(jù)庫進行訪問，提高請求數(shù)據(jù)的響應(yīng)速度以及降低數(shù)據(jù)庫的負載。

目前緩存的做法分為兩種模式:

內(nèi)存緩存：緩存數(shù)據(jù)存放在服務(wù)器的內(nèi)存空間中，現(xiàn)在常用的內(nèi)存緩存有Redis以及Memcached。

優(yōu)點：速度快

缺點：資源有限

文件緩存：緩存數(shù)據(jù)存放在服務(wù)器的硬盤空間中。

優(yōu)點：容量大

缺點：速度偏慢，尤其在緩存數(shù)量巨大時

3.3 數(shù)據(jù)庫緩存

數(shù)據(jù)庫的緩存一般由數(shù)據(jù)庫提供，比如Oracle，可以對表建立高速緩存，提高對經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)的訪問速度。對于查詢操作遠遠多于修改操作的數(shù)據(jù)庫，開啟數(shù)據(jù)庫查詢緩存是很有益的；但是對于修改操作很多的數(shù)據(jù)庫，由于緩存經(jīng)常失效，就起不到加速的效果。

4. 客戶端緩存

客戶端緩存，就是把緩存保存在除Web服務(wù)器之外的其他地方，加速同一客戶端訪問相同資源時的速度。

4.1 瀏覽器緩存

當(dāng)瀏覽器訪問一個站點的時候，網(wǎng)絡(luò)連接是主要瓶頸，可以通過設(shè)置瀏覽器緩存來避免發(fā)起請求，或者僅進行極低流量的HTTP請求。設(shè)置瀏覽器緩存，通常有兩個主要作用：

對用戶來說，減少請求可以更快地加載頁面，節(jié)省流量。

對網(wǎng)站來說，減少帶寬壓力和費用。

服務(wù)器通過設(shè)置請求返回的HTTP頭，來通知瀏覽器按照服務(wù)器的要求進行響應(yīng)的緩存。主要使用的HTTP頭如下：

Expires: 過期時間。這種緩存是最快的，因為沒有任何HTTP請求的發(fā)生。當(dāng)用戶需要這個資源的時候，瀏覽器就直接從緩存（在硬盤中）讀取，不再需要詢問服務(wù)器端的意見。

Last-Modified: 最后修改時間。通過這種緩存方式，無論資源是否發(fā)生了更新，仍然至少會發(fā)生一來一去HTTPS頭的傳輸和接收，所以速度比不上Expires。

ETag: 實體標簽。和Last-Modified類似，也是WEB服務(wù)器和客戶端用于確認緩存組件的有效性的一種機制。當(dāng)資源被修改，其ETag也發(fā)生改變。ETag相對Last- Modified更精確，但在多服務(wù)器可能造成混亂。

Cache-Control: 緩存控制。這個字段用于指定所有緩存機制在整個請求/響應(yīng)鏈中必須服從的指令。這些指令指定用于阻止緩存對請求或響應(yīng)造成不利干擾的行為。比如：Cache-Control: max-age=3600, public

4.2 代理服務(wù)器緩存

代理服務(wù)器是一種處在客戶端和服務(wù)端中間的服務(wù)器，而代理服務(wù)器緩存以共享緩存的方式保存著報文副本，可以減少客戶端到原始服務(wù)器的長距離請求。由于代理服務(wù)器緩存是一種共享緩存；往往有大量的訪問者使用，每個副本被大量重用，因此，其在降低延時和網(wǎng)絡(luò)流量上很有用。

4.3 網(wǎng)關(guān)緩存

網(wǎng)關(guān)緩存也被稱為“反向代理緩存”或“替代緩存”，存與上述代理服務(wù)器緩存大體類似，同樣起著中介的作用。網(wǎng)關(guān)緩存一般是網(wǎng)站管理員自己部署，讓他們的網(wǎng)站更容易擴展并獲得更好的性能。

5. 總結(jié)

本文簡單的列舉了Web站點常用的緩存技術(shù)的分類以及簡要的說明，對于不同的生產(chǎn)環(huán)境，往往會采取多樣的緩存方案，提高整站的可用性以及用戶體驗。只有對各個緩存技術(shù)都有更深入的認識，才能設(shè)計出一套更優(yōu)秀的緩存方案。

參考連接
1. 網(wǎng)站緩存技術(shù)總結(jié)（ ehcache memcache redis）: http://2277259257.iteye.com/b...
2. 高性能網(wǎng)站的關(guān)鍵-緩存: https://www.cloudxns.net/Supp...
3. HTTP靜態(tài)資源緩存: http://www.cnblogs.com/ivanfu...